JP6746774B2 - 超音波霧化シート及びその製造方法、超音波アトマイザー、電子タバコ - Google Patents
超音波霧化シート及びその製造方法、超音波アトマイザー、電子タバコ Download PDFInfo
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Description
本発明は、超音波霧化シート及びその製造方法、超音波アトマイザー、電子タバコに関し、電子タバコの分野に属する。
従来、市販されている超音波霧化シートは、霧化シート全体を貫通する微多孔を有する低周波超音波霧化シート及び微多孔のない高周波超音波霧化シートであるが、いずれの超音波霧化シートにもリキッド（タバコタール）吸着機能を有するリキッド吸着層がないことにより、超音波霧化シートと導液構造の間の接触不良となり、液体が漏れたり、超音波霧化シートの短寿命化を引き起こしたり、組み立てた電子タバコの構造が複雑になったりしてしまう。
従来技術の欠点は以下のとおりである。
１．超音波霧化シートと導液構造が別体に形成されているため、リキッドの接触不良により霧化効果が劣化し、耐用年数が短くなるという問題が生じやすい。
２．超音波霧化シートと導液構造が別体に形成されているため、組み立て工程が複雑になる。
本発明の目的は、超音波霧化シート及びその製造方法、超音波アトマイザー、電子タバコを提供することであり、該超音波霧化シートでは、リキッド吸着層と超音波霧化シート本体とを一体化させることで、電子タバコの組み立て工程において、超音波霧化シートとリキッドをよりよく接触させて、組み立てを簡素化させ、且つリキッド吸着層が超音波霧化シート本体の所定位置に固定されているため、組み立てるときや超音波霧化シートが作動するときに、リキッド吸着層が脱落したり傾斜したりすることがなく、それによりその霧化効果を向上させる。
上記目的を達成させるために、本発明は下記技術的解決手段を採用する。
超音波霧化シートであって、構造上、上表面に上銀層が設けられて、下表面に下銀層が設けられたセラミック基材を備え、前記セラミック基材、上銀層及び下銀層は、圧電セラミックを形成し、圧電セラミックの上表面に上銀層を保護するためのガラス釉が設けられ、前記ガラス釉の上表面に、リキッド吸着層が設けられて、圧電セラミックユニットを形成し、該リキッド吸着層はリキッドを吸着し輸送することを特徴とする。
本発明の実施例によれば、本発明をさらに改良してもよく、以下、改良した技術的解決手段を説明する。
本発明の第１の好適な実施例によれば、前記リキッド吸着層はセラミックスラリー層である。
本発明の第２の好適な実施例によれば、前記リキッド吸着層は多孔性材料層である。リキッド吸着効果を向上させるために、前記ガラス釉の上表面は凹凸表面として形成され、該凹凸表面に前記多孔性材料層が固定される。さらに、凹凸表面と多孔性材料層は高温接着剤で接着される。
好ましくは、前記多孔性材料層の厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。
前記多孔性材料層は綿又は不織布である。
同じ発明概念に基づいて、本発明はさらに、
セラミック基材の上表面に上銀層をスプレー又はプリントして、セラミック基材の下表面に下銀層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックを形成するステップＳ１と、
圧電セラミックの上銀層の表面に一層のガラス釉層をスプレー又はプリントするステップＳ２と、
圧電セラミックのガラス釉層の表面にリキッド吸着層としてセラミックスラリー層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックユニットの素地を得るステップＳ３と、
圧電セラミックユニットの素地を加熱し焼結して硬化させ、冷却させて、圧電セラミックユニットの完成品を得るステップＳ４とを含む前記超音波霧化シートの製造方法を提供する。
セラミック基材の上表面に上銀層をスプレー又はプリントして、セラミック基材の下表面に下銀層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックを形成するステップＳ１と、
圧電セラミックの上銀層の表面に一層のガラス釉層をスプレー又はプリントするステップＳ２と、
圧電セラミックのガラス釉層の表面にリキッド吸着層としてセラミックスラリー層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックユニットの素地を得るステップＳ３と、
圧電セラミックユニットの素地を加熱し焼結して硬化させ、冷却させて、圧電セラミックユニットの完成品を得るステップＳ４とを含む前記超音波霧化シートの製造方法を提供する。
好ましくは、圧電セラミックユニットの素地について、焼結硬化温度は６００℃〜９００℃、焼結時間は２時間〜１８時間、好ましくは１０時間〜１４時間である。
好ましくは、圧電セラミックユニットの素地を加熱して焼結硬化させた後、冷却装置に入れて、８時間〜２５時間、好ましくは１２時間〜１５時間冷却させて、完成品を得る。
同じ発明概念に基づいて、本発明はさらに、
セラミック基材の上表面に上銀層をスプレー又はプリントして、セラミック基材の下表面に下銀層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックを形成するステップＳ１と、
圧電セラミックの上銀層の表面に一層のガラス釉層をスプレー又はプリントするステップＳ２と、
圧電セラミックのガラス釉層の表面を研磨して凹凸表面にし、次にガラス釉層の凹凸表面にリキッド吸着層としての多孔性材料層を固定して、圧電セラミックユニットの素地を得るステップＳ３と、
圧電セラミックユニットの素地を乾燥させて硬化させ、圧電セラミックユニットの完成品を得るステップＳ４とを含む前記超音波霧化シートの製造方法を提供する。
セラミック基材の上表面に上銀層をスプレー又はプリントして、セラミック基材の下表面に下銀層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックを形成するステップＳ１と、
圧電セラミックの上銀層の表面に一層のガラス釉層をスプレー又はプリントするステップＳ２と、
圧電セラミックのガラス釉層の表面を研磨して凹凸表面にし、次にガラス釉層の凹凸表面にリキッド吸着層としての多孔性材料層を固定して、圧電セラミックユニットの素地を得るステップＳ３と、
圧電セラミックユニットの素地を乾燥させて硬化させ、圧電セラミックユニットの完成品を得るステップＳ４とを含む前記超音波霧化シートの製造方法を提供する。
ガラス釉層の凹凸表面に高温接着剤を塗布し、次に多孔性材料層をガラス釉層の凹凸表面に付着し、最後に乾燥させて硬化させる。
同じ発明概念に基づいて、本発明はさらに、マウスピースを有するケーシング、ケーシングの下端に固定された導液ユニット、及び導液ユニットの下端に固定された霧化コアを備える超音波アトマイザーを提供し、構造上、前記霧化コア内に前記超音波霧化シートが取り付けられ、該超音波霧化シートのリキッド吸着層は前記導液ユニットに接触していることを特徴とする。
本発明の実施例によれば、前記ケーシング内にタンクが設けられ、前記導液ユニット内に前記タンクと前記リキッド吸着層を導通する導液構造が設けられ、タンク内のリキッドが導液構造によりリキッド吸着層に送出され、次に超音波により煙状に霧化されてマウスピースに流れる。
導液ユニットの着脱や交換を容易にするために、前記ケーシングと導液ユニット、また、導液ユニットと霧化コアは、取り外し可能に接続され、それによって、使用コストを低下させるとともに、衛生性を高める。
好ましくは、前記導液ユニットは、
ケーシングに接続され、且つケーシングとの間にシールリングが設けられる接続部品と、
固定ベースと、
固定ベース内に取り付けたシリコーンベースと、
シリコーンベース内にある導液綿とを含み、
前記固定ベースの側壁に通気孔又は通気溝が開けられている。
ケーシングに接続され、且つケーシングとの間にシールリングが設けられる接続部品と、
固定ベースと、
固定ベース内に取り付けたシリコーンベースと、
シリコーンベース内にある導液綿とを含み、
前記固定ベースの側壁に通気孔又は通気溝が開けられている。
好ましくは、前記霧化コアは、
台座と、
台座内に取り付けたシリコーンスリーブと、
絶縁リングを介して台座の下端に取り付けられた内電極と、
超音波霧化シートとしての圧電セラミックユニットであって、シリコーンスリーブ内に配置され、且つ下表面が前記内電極の頂端に電気的に接触する圧電セラミックユニットとを含む。
台座と、
台座内に取り付けたシリコーンスリーブと、
絶縁リングを介して台座の下端に取り付けられた内電極と、
超音波霧化シートとしての圧電セラミックユニットであって、シリコーンスリーブ内に配置され、且つ下表面が前記内電極の頂端に電気的に接触する圧電セラミックユニットとを含む。
同じ発明概念に基づいて、本発明はさらに、前記超音波アトマイザーを備える電子タバコを提供する。
上記構造によれば、本発明では、超音波霧化シートの表面にリキッド吸着層が設置され、リキッド吸着層と超音波霧化シート本体とを一体化させることで、電子タバコの組み立て工程において超音波霧化シートとリキッドをよく接触させ、組み立てやすくし、且つ、リキッド吸着層が超音波霧化シート本体の所定位置に固定されることで、組み立てるときや超音波霧化シートが作動するときに、リキッド吸着層が脱落したり傾斜したりすることがなく、霧化効果を向上させる。同時に、パッケージプロセス、エッチングプロセスなどの加工プロセスにより一体化させることができる。これにより、層間剥離しにくく、霧化シートの耐用年数が延びる。
従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。
１．リキッド吸着層と超音波霧化シートを一体化させることにより、組み立てやすくし、且つ超音波霧化シートとリキッドの接触不良による霧化効果への影響、煙を発生できないこと又は煙量が少ないことによる各吸煙量のバラツキに起因するユーザの不良なエクスペリエンスを防止し、また、耐用年数を延長させる。
２．リキッド吸着層と超音波霧化シートを一体化させることにより、プロセスが簡素化されて、霧化効果が高まる。
以下、図面を参照しながら、実施例にて本発明を詳細に説明する。なお、矛盾しない限り、本発明の各実施例と各実施例の特徴は互いに組み合わせることができる。説明の便宜上、以下において、「上」、「下」、「左」、「右」の用語は、図面自体の上、下、左、右方向と一致することを示し、構造を限定するものではない。
図５に示されるように、超音波霧化シートは、上表面に上銀層１０３が設けられて、下表面に下銀層１０５が設けられたセラミック基材１０４を備え、前記セラミック基材１０４、上銀層１０３及び下銀層１０５は、圧電セラミック１０６を形成し、圧電セラミック１０６の上表面に上銀層１０３を保護するためのガラス釉１０２が設けられ、前記ガラス釉１０２の上表面にリキッド吸着層が設けられて、圧電セラミックユニット１０を形成し、前記リキッド吸着層は、リキッドを吸着し導出するセラミックスラリー層１０７である。
図５に示されるように、圧電セラミックユニットの焼結製造プロセスは下記ステップを含む。
１．上下銀層をセラミック基材の上下表面にスプレーして、圧電セラミックを得る。
２．圧電セラミックの上銀層の表面に、上銀層を保護するガラス釉層をさらにスプレーする。ガラス釉層が液体に直接接触するため、ガラス釉層は、耐酸アルカリ性などの特性を有する。
３．圧電セラミックのガラス釉層の表面に、各種形状を有するセラミックスラリー層をスプレーする。セラミックスラリー層は、主にリキッドの吸着及び導出に用いられるため、セラミック自体に多孔性及び導液特性を有する。
４．圧電セラミックユニットの素地を得る。
５．圧電セラミックユニットの素地を焼結炉に入れて、６００℃〜９００℃の高温で１０〜１４時間焼結する。
６．焼結させた圧電セラミックユニットを冷却装置で１２〜１５時間冷却させて、完成品を得る。
前記のとおり、本実施例の超音波霧化シートの焼結製造方法では、セラミックスラリーを圧電セラミック霧化シートのガラス釉層にスプレー又はプリントし、次に焼結プロセスにより一体化させる。これにより、超音波霧化シートの導液性能向上、霧化効果向上及びその耐用年数の延長が可能となり、電子タバコ製品の構造を簡素化させ、組み立てやすくする。
図６に示されるように、超音波霧化シートにおいて、前記ガラス釉１０２の上表面は凹凸表面１０８として形成され、該凹凸表面１０８にリキッド吸着層としての多孔性材料層１０１、好ましくは綿又は不織布が固定され、且つ凹凸表面１０８と多孔性材料層１０１は高温接着剤で接着される。これ以外は、実施例１の構造と同様である。前記多孔性材料層１０１の厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。
接着プロセスで圧電セラミックを製造するプロセスは下記ステップを含む。
１．セラミック基材の上下表面に上下銀層をスプレーして、圧電セラミックを得る。
２．圧電セラミックの上銀層の表面に、上銀層を保護するためのガラス釉層をさらにスプレーする。ガラス釉層は液体に直接接触するため、耐酸アルカリ性などの特性を有する。
３．圧電セラミックのガラス釉層の表面を研磨し、次に高温接着剤をその表面に塗布して、最後に多孔材料をガラス釉層の表面に付着し、導液可能な圧電セラミックを得る。ガラス釉層上を研磨して、表面を凹凸のある表面にし、次に高温接着剤を１層塗布する。多孔性材料は綿、不織布などである。好ましくは多孔性材料の厚みは０．１〜０．５ｍｍである。
４．乾燥機で乾燥させて、導液機能を有する圧電セラミックの完成品を得る。
前記のとおり、本実施例の接着方法を用いて超音波霧化シートを製造する方法では、圧電セラミック霧化シートのガラス釉層上を研磨し、次に高温接着剤を研磨領域にスプレーし、次に導液綿などの多孔性材料をその上に接着して、一体化させる。これにより、超音波霧化シートの導液性能向上、霧化効果向上及びその耐用年数の延長が可能となり、同時に電子タバコ製品の構造を簡素化させ、組み立てやすくする。使用される高温接着剤は、万能接着剤、ナイロン接着剤、ＡＢ接着剤などである。
図１、２及び４に示されるように、超音波アトマイザーは、マウスピース１を有するケーシング２、ケーシング２の下端に固定された導液ユニット３、及び導液ユニット３の下端に固定された霧化コア４を備え、構造上、前記霧化コア４内に前記超音波霧化シートが取り付けられ、該超音波霧化シートのリキッド吸着層は前記導液ユニット３に接触していることを特徴とする。
図３に示されるように、前記ケーシング２内にタンクが設けられ、前記導液ユニット３内に前記タンクと前記リキッド吸着層を導通する導液構造が設けられ、タンク内のリキッドが導液構造によりリキッド吸着層に送出されて、次に超音波により煙状に霧化されてマウスピース１に流れる。前記ケーシング２と導液ユニット３、また、導液ユニット３と霧化コア４は、取り外し可能に固定して接続され、それによって、ハウジング、導液ユニット及び霧化コアの間のいずれも取り外し可能に接続される。これにより、使用コストが低下し、破損部材の交換及びクリーンが容易となり、ユーザエクスペリエンスが向上する。
好ましくは、前記導液ユニット３は、ケーシング２に接続されて、且つケーシング２との間にシールリング６が設けられる接続部品５と、固定ベース８と、固定ベース８内に取り付けたシリコーンベース７と、シリコーンベース７内に位置する導液綿９とを含み、前記固定ベース８の側壁に通気孔又は通気溝が開けられている。
好ましくは、前記霧化コア４は、台座１２と、台座１２内に取り付けたシリコーンスリーブ１１と、絶縁リング１３を介して台座１２の下端に取り付けられ且つ内電極１４と台座１２の間に位置する内電極１４と、超音波霧化シートとしての圧電セラミックユニット１０であって、シリコーンスリーブ１１内に設置され、且つ下表面が前記内電極１４の頂端に電気的に接触する圧電セラミックユニット１０とを含む。
本発明では、リキッド吸着層が超音波霧化シートに一体化され、且つリキッド吸着層の表面の総面積が超音波霧化シートの表面の面積より小さく、つまり、リキッド吸着層は超音波霧化シートの表面の一部に設置される。その結果、霧化起動速度が高められ、各吸煙量を一致させて、霧化効果がより高められ、耐用年数が延びる。
本発明では、超音波霧化シートは、パッケージプロセスとエッチングプロセスにより、リキッド吸着層と超音波霧化シートを一体化させることができ、すなわち、リキッド吸着層を超音波霧化シートの表面に固定してより強固にし、層間剥離しにくくすればよい。
前記超音波アトマイザーは、自動的に導液できる超音波霧化シートが設置され、該超音波霧化シートにおける多孔性材料層と導液構造を当接させることで導液と超音波霧化を実現でき、これにより、アトマイザーの構造を簡素化させて、組み立てやすくし、液体漏れの現象が生じない。
リキッド吸着層と超音波霧化シートをパッケージプロセスの組み立て方法により一体化させることにより、超音波霧化シートの導液性能及び霧化効果を向上させる。
上記実施例で説明した内容については、これら実施例は本発明をより明瞭に説明するものに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではなく、当業者によりなされる様々な同等形態の修正も本願の特許請求の範囲に定義する範囲に含まれるものである。
１ マウスピース、２ ケーシング、３ 導液ユニット、４ 霧化コア、５ 接続部品、６ シールリング、７ シリコーンベース、８ 固定ベース、９ 導液綿、１０ 圧電セラミックユニット、１１ シリコーンスリーブ、１２ 台座、１３ 絶縁リング、１４ 内モータ、１０１ 多孔性材料層、１０２ ガラス釉、１０３ 上銀層、１０４ セラミック基材、１０５ 下銀層、１０６ 圧電セラミック、１０７ セラミックスラリー層、１０８ 凹凸表面、１０９ 加熱装置、１１０ 冷却装置。
Claims (18)
- 超音波霧化シートであって、
上表面に上銀層（１０３）が設けられて、下表面に下銀層（１０５）が設けられたセラミック基材（１０４）を備え、前記セラミック基材（１０４）、上銀層（１０３）及び下銀層（１０５）は、圧電セラミック（１０６）を形成し、圧電セラミック（１０６）の上表面に上銀層（１０３）を保護するためのガラス釉（１０２）が設けられ、前記ガラス釉（１０２）の上表面に、リキッドを吸着し導出するリキッド吸着層が設けられて、圧電セラミックユニット（１０）を形成し、前記リキッド吸着層が超音波霧化シートに一体化され、且つリキッド吸着層の表面の総面積が超音波霧化シートの表面の面積より小さく、つまり、リキッド吸着層は超音波霧化シートの表面の一部に設置されること
を特徴とする超音波霧化シート。 - 前記リキッド吸着層はセラミックスラリー層（１０７）であること
を特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シート。 - 前記リキッド吸着層は多孔性材料層（１０１）であること
を特徴とする請求項１に記載の超音波霧化シート。 - 前記ガラス釉（１０２）の上表面は凹凸表面（１０８）として形成され、該凹凸表面（１０８）に前記多孔性材料層（１０１）が固定されること
を特徴とする請求項３に記載の超音波霧化シート。 - 凹凸表面（１０８）と多孔性材料層（１０１）は高温接着剤で接着されること
を特徴とする請求項４に記載の超音波霧化シート。 - 前記多孔性材料層（１０１）の厚みは０．１ｍｍ〜０．５ｍｍであること
を特徴とする請求項３に記載の超音波霧化シート。 - 前記多孔性材料層（１０１）は綿又は不織布であること
を特徴とする請求項３に記載の超音波霧化シート。 - セラミック基材の上表面に上銀層をスプレー又はプリントして、セラミック基材の下表面に下銀層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックを形成するステップＳ１と、
圧電セラミックの上銀層の表面に一層のガラス釉層をスプレー又はプリントするステップＳ２と、
圧電セラミックのガラス釉層の表面にリキッド吸着層としてセラミックスラリー層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックユニットの素地を得るステップＳ３と、
圧電セラミックユニットの素地を加熱し焼結して硬化させ、冷却して圧電セラミックユニットの完成品を得るステップＳ４と
を含むこと
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波霧化シートの製造方法。 - 圧電セラミックユニットの素地について、焼結硬化温度は６００℃〜９００℃、焼結時間は２時間〜１８時間、好ましくは、焼結時間は１０時間〜１４時間であること
を特徴とする請求項８に記載の超音波霧化シートの製造方法。 - 圧電セラミックユニットの素地を加熱して焼結硬化させた後、冷却装置に入れて、８時間〜２５時間、好ましくは１２時間〜１５時間冷却させ、完成品を得ること
を特徴とする請求項８に記載の超音波霧化シートの製造方法。 - セラミック基材の上表面に上銀層をスプレー又はプリントして、セラミック基材の下表面に下銀層をスプレー又はプリントし、圧電セラミックを形成するステップＳ１と、
圧電セラミックの上銀層の表面に一層のガラス釉層をスプレー又はプリントするステップＳ２と、
圧電セラミックのガラス釉層の表面を研磨して凹凸表面にし、次にガラス釉層の凹凸表面にリキッド吸着層としての多孔性材料層を固定して、圧電セラミックユニットの素地を得るステップＳ３と、
圧電セラミックユニットの素地を乾燥させて硬化させ、圧電セラミックユニットの完成品を得るステップＳ４と
を含むこと
を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の超音波霧化シートの製造方法。 - ガラス釉層の凹凸表面に高温接着剤を塗布し、次に多孔性材料層をガラス釉層の凹凸表面に付着させ、最後に乾燥させて硬化させること
を特徴とする請求項１１に記載の超音波霧化シートの製造方法。 - マウスピース（１）を有するケーシング（２）、ケーシング（２）の下端に固定された導液ユニット（３）、及び導液ユニット（３）の下端に固定された霧化コア（４）を備える超音波アトマイザーであって、
前記霧化コア（４）内に請求項１〜７のいずれかに記載の超音波霧化シートが取り付けられ、該超音波霧化シートのリキッド吸着層は前記導液ユニット（３）に接触していること
を特徴とする超音波アトマイザー。 - 前記ケーシング（２）内にタンクが設けられ、前記導液ユニット（３）内に前記タンクと前記リキッド吸着層を導通する導液構造が設けられ、タンク内のリキッドが導液構造によりリキッド吸着層に送出され、次に超音波により煙状に霧化されてマウスピース（１）に流れること
を特徴とする請求項１３に記載の超音波アトマイザー。 - 前記ケーシング（２）と導液ユニット（３）、また、導液ユニット（３）と霧化コア（４）は、取り外し可能に接続されること
を特徴とする請求項１３に記載の超音波アトマイザー。 - 前記導液ユニット（３）は、
ケーシング（２）に接続され、且つケーシング（２）との間にシールリング（６）が設けられる接続部品（５）と、
固定ベース（８）と、
固定ベース（８）内に取り付けたシリコーンベース（７）と、
シリコーンベース（７）内にある導液綿（９）と
を含み、
前記固定ベース（８）の側壁に通気孔又は通気溝が開けられていること
を特徴とする請求項１３に記載の超音波アトマイザー。 - 前記霧化コア（４）は、
台座（１２）と、
台座（１２）内に取り付けたシリコーンスリーブ（１１）と、
絶縁リング（１３）を介して台座（１２）の下端に取り付けられた内電極（１４）と、
超音波霧化シートとしての圧電セラミックユニット（１０）であって、シリコーンスリーブ（１１）内に配置され、且つ下表面が前記内電極（１４）の頂端に電気的に接触する圧電セラミックユニット（１０）とを含むこと
を特徴とする請求項１３に記載の超音波アトマイザー。 - 請求項１３〜１７のいずれかに記載の超音波アトマイザーを備えること
を特徴とする電子タバコ。
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